7月11日是2011年土木工程国际知名专家系列讲座暨全国研究生暑期学校开班的第七天。

 

    上午8:00~10:00，首先由来自日本神户学院的Prof. Tadanobu Sato带来今天的第一讲，题为“Method to Simulate Design Earthquake Motions”。讲座主要包含以下几个方面：基于傅里叶变换和地震随机仿真模型的仿真方法；应用弹性体应力波理论和弹性动力学方法以及相似原理导出简化准则；弹性范围内地震设计的概念和方法；地震影响下频谱的仿真设计；对未来发展的一些讨论。地震的结构设计需要利用所观察的振动形式，根据振幅和频谱的随机模型和弹性体的动力学特性，建立经验仿真模型，并利用非线性结构设计方法对考虑了地震影响的反应谱予以设计。Prof. Tadanobu Sato详细地论述了以下内容：利用傅里叶变换、傅里叶逆变换和对响应函数进行插值的方法，可以通过有限个关于时间的余弦函数表示出任意时刻的响应函数，进而实现对振幅和相位进行仿真分析的目的；根据弹性动力学原理和弹性波理论，利用经验Green函数的仿真方法和相似性原理，可以根据观察到的局部地震信号对难以观测到的整体地震信号进行仿真分析；应 用反应谱(response spectra)和屈服强度需求频谱（yield strength demand spectum）可以对结构地震响应设 计进行校核; 利用给定的初始傅里叶振幅和一个仿真样本相谱，计算出加速度响应谱，并且介绍了根据日本铁路规范得到的加速度谱的计算结果，介绍了 Kobe Record和Kushiro Record；基于对单一信号源的假定，通过定义GDT（group delay time），避免了直接建立 相谱模型的困难，并利用Mayer Wavelet得出平均GDT的偏差，介绍了GDT的应用方法；针对非线性设计，介绍了应用反应谱和屈服强度需求频谱相应的地震设计方法。

     Prof. Tadanobu Sato的讲座信息量大，线索清晰，思路明确，言简意深。

     

Tadanobu Sato， 日本京都大学防灾研究所退休资深教授，现为神户学院大学教授，东南大学兼职教授。现任日本铁路设施抗震设计标准委员会(日本国土交通部)委员长，阪神高速 技术委员，日本天然气协会管道可靠性及修复领域主席等。1991年获日本土木学会论文奖，2003年获日本地基工学会功劳章，2005年获IASSAR颁 发的Senior Research Prize奖，2006年获日本经济产业部奖章。主要研究领域为岩土工程、抗震设计、生命线工程抗震防灾和结构健康 监测等。至今已发表论文405篇，著作6本。

 

 

上午10：00~12：00，由来自英国牛津大学的Zhong You教授带来第二讲，题为“Motion Structures—Deployable Assemblies of Mechanisms”。

首先，You教 授介绍了根据展开的过程不同区分出的两种类型的可展结构，即：第一类为在几何变换过程中结构的应变能变化的可变形结构；第二类本质上是机构，但可展需要通 过一个或许多个精心设计的内部机构加以实现。本次报告主要针对可动结构，介绍了有两种可动结构的拼接方法。大多数结构工程师倾向于采用少数或更多的与电子 方式同步运动的运动体的概念，然而，当可动结构为了达到打包小且操作简单的目的时，这种方法效果并不好。另一种选择是选择已知的机构作为基本建造单位，把 基本单位用保留每个机构自由度的方式拼接起来。在过去的几年中，You教授和他的学生用上述后一种方法创造了许多的新的可动结构。在本次报告中，You教授和同学们分享了相关经验。在报告中提到的几乎所有的可动结构是基本机构由一个自由度的平面或空间的单一铰连接组成的。

You教授的报告内容非常新颖，学员们获益匪浅。   

 

Zhong You，剑桥大学博士，现担任牛津大学工程科学系副教授。 曾荣获多种奖项，包括2000 年在土木工程方面曾获詹姆斯瓦特奖章，2003年获医学创新奖提名及2006年在国际学术期刊《结构工程进展》撰写的文章 获最佳论文奖等；同时，还曾应邀参加2005年英国皇家学会夏季科技览，2006年的白金汉宫科学日展览及2007年印度孟买的科技大会等；曾 任系学术委员会员、MAGDALEN学院院士财政和基金委员会委员、人事委员会委员、牛津大学毕业终考和初考考官。 Journal of Mechanical Engineering Science (IMechE Proceedings Part C)的编 委；皇家协会杂志(Proceeding A)、International Journal of Solids and Structures、 Mechatronics等多种国际顶级刊物审稿人，新加坡南洋理工大学Tan Chin Tuan visiting fellow，英国工程和自然科 学研究基金会评审团成员，2007-2009，2009-2011年间被聘为大连理工大学的海天学者。You教授的研究领域为可展结构，折纸结构（做折纸模型并探索其在结构中的应用）以及为使手术损伤最小的可折叠结构。他的研究工作包括各种可展结构，有以下几个方面。(a)用机构理论设计、分析建造大型可展的装配结构；(b)用突变理论分析可展的刚性拼装结构在运动中的奇异和分叉；(c)折纸模式，刚性折纸模型作为能量吸收结构的应用；(d)可展的医疗器械以达到最小的外科手术损伤。You教授作为这些领域的先锋人物，在研究中占有重要的地位。

 

下午2:30~5:30，由来自香港城市大学的Yufei Wu教授带来今天的第三讲，题为“Emerging Technologies for Safer Use of FRP in Reinforced Concrete Structures”。

首先，Wu教授介绍了FRP应用于预应力混凝土结构的两个基本方法：一、通过外部粘结方式（EB-FRP）对既有结构物进行修复、加固和改造；二、在建造新的结构时，作为预应力钢筋的替代品。对于第一种方法，最关键的问题是FRP的剥离；对于第二种方法，最关键的问题之一是FRP材料的脆性性质将会降低结构的延性性质。然后，针对上述问题，Wu教授详细介绍了两种新的技术及其发展原理，并分析了二者的力学机理和适用效能。第一种技术称为“受压屈服”，即使构件在塑性铰的位置产生压缩屈曲变形，从而在不需要增加受拉预应力构件的延性性能的前提下，便可以大幅地提高传统混凝土构件的延性性能。第二种是为了解决EB-FRP容易剥离的 问题，所研究出的被称之为Hybrid bonded FRP（HB-FRP）的新技术，即一种简单的机械拴扣系统，利用其所产生的摩擦力，可以使粘结力 相对于依赖混凝土抗拉的传统方法提高数倍以上。这样的方法能够有效的解决EB-FRP剥离的问题，适用于需要大幅提高结构强度的情形。此外，Wu教授还介绍了一种最新的纳米处理技术——“Surface Nanocrystallization Technology”，详细说明了这种技术的原理和使用方法 ，这同样是Wu教授参与研究出的用于解决EB-FRP剥离问题的最新技术。

Wu教授的讲述条理清晰，内容生动。学员们的兴趣浓厚，提出了很多高水平的问题，取得了非常好的效果。

 

Yufei Wu， 现为香港城市大学副教授，先后于1983年和1986年获得浙江大学商学士学位和理学硕士学位，于1994年获得新加坡国立大学工程硕士学位，并于 2002年获得澳大利亚Adelaide大学博士学位。作为一个工程管理人员和中国、新加坡以及澳大利亚一些工程咨询公司 （MIPENZ, MIEAust, CPEng）的设计团队领导者，有着十多年的建筑工程生产实践经验。Wu教授于2004年受聘于香港城市大学任职，主要研究范围包括：结构工程，混凝土结构，复合材料，FRP在土木工程中的应用和结构修复。Wu教授出版有约100本科技专著，包括一本专题著作、50篇SCI检索论文。此外，Wu教授现任IIFC理事会成员。